陳壽寶(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程分公司， 天津 300459)

石油化工企業(yè)中自動化控制的應(yīng)用研究

陳壽寶(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程分公司， 天津 300459)

本文首先闡述了石油化工企業(yè)應(yīng)用自動化控制所需具備的條件，并在此基礎(chǔ)上對自動化控制系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的具體應(yīng)用進行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)μ岣呤突て髽I(yè)的生產(chǎn)能效有所幫助。

石油化工；自動化控制；生產(chǎn)能效

1 石油化工企業(yè)應(yīng)用自動化控制所需具備的條件

自動化控制是一項較為復(fù)雜的技術(shù)，它是以獨特的控制算法和方案為前提，并以控制理論為基礎(chǔ)，對石油化工整個生產(chǎn)過程中的各種模擬量進行自動控制，如溫度、壓力、液位等等。實現(xiàn)自動化控制需要具備以下基本條件：其一，先進的控制設(shè)備和系統(tǒng)，如分散集中控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、火災(zāi)控制系統(tǒng)等。其二，滿足控制系統(tǒng)運行的實施方案，為自動化控制目標(biāo)的實現(xiàn)構(gòu)建平臺。其三，高素質(zhì)人才。通過上述三個條件的有機協(xié)調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)石油化工生產(chǎn)過程的自動化控制。

2 自動化控制系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的具體應(yīng)用

目前，國內(nèi)很多石油化工企業(yè)都應(yīng)用了大量的自動化控制技術(shù)，這使得生產(chǎn)能效和安全性大幅度提升，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。由于石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中存在大量的可燃性和有毒氣體，一旦發(fā)生火災(zāi)后果極其嚴(yán)重，所以必須采取穩(wěn)定、可靠地火災(zāi)控制系統(tǒng)。

FDGS是可燃性氣體監(jiān)測與火災(zāi)控制系統(tǒng)的簡稱，與傳統(tǒng)的DGS控制系統(tǒng)相比，F(xiàn)DGS的優(yōu)勢更加突出，具體體現(xiàn)在該系統(tǒng)能夠獨立完成對危險氣體泄漏和裝置火災(zāi)的檢測、分析及防控。對于石油化工企業(yè)而言，其生產(chǎn)過程具有一定的特殊性，這使得各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)對SIL(安全設(shè)備的安全完整性等級)要求相對較高，所以構(gòu)成FDGS系統(tǒng)的各個部分均必須符合SIL國際認(rèn)證。FDGS系統(tǒng)不僅可以連續(xù)不間斷地進行探測，而且還能發(fā)現(xiàn)裝置所在區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)聚集的各種危險氣體，如可燃?xì)怏w、有毒有害氣體等等，不僅如此，系統(tǒng)還可以最早發(fā)現(xiàn)火情，并針對實際情況提供手、自動裝置滅火。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠極大程度地提高石油化工生產(chǎn)現(xiàn)場的安全性。

(1)FGDS系統(tǒng)的構(gòu)成 FDGS系統(tǒng)的主輔設(shè)備會分布在兩個區(qū)域當(dāng)中，一個區(qū)域是裝置現(xiàn)場，即危險區(qū)域，另一個區(qū)域是中央控制室，即相對安全區(qū)域。系統(tǒng)中的各個傳感器具備檢測功能，終端執(zhí)行器主要負(fù)責(zé)執(zhí)行功能。危險區(qū)域內(nèi)的主要儀器和設(shè)備包括：IR火焰檢測器、感溫感煙探頭、氣體檢測器、HVAC系統(tǒng)、熔斷檢測、火災(zāi)報警控制盤等，除了以上的自動化檢測裝置之外，在生產(chǎn)現(xiàn)場還布置了大量的手報按鈕，當(dāng)遇到突發(fā)火災(zāi)事件時，可通過該按鈕進行報警。

(2)系統(tǒng)的主要功能和作用 ①FGDS系統(tǒng)具備連續(xù)不間斷的探測功能，能夠在早期發(fā)現(xiàn)各個區(qū)域內(nèi)可能聚集的有毒氣體以及可能出現(xiàn)的火情。②系統(tǒng)為滅火提供了手自動裝置，并設(shè)置有聲光報警器，不同顏色與聲音代表著不同的危險，現(xiàn)場操作人員可按照報警時的顏色和聲音對險情進行判斷，據(jù)此采取應(yīng)對措施。③具備執(zhí)行控制欲連鎖邏輯功能，可以提供事件發(fā)生的順序記錄報告。

(3)系統(tǒng)設(shè)計方案 在對FGDS系統(tǒng)方案進行進行設(shè)計的過程中，要從全局的角度出發(fā)，對生產(chǎn)中的主要危險因素進行分析，并在此基礎(chǔ)上確定最終方案。①火災(zāi)檢測儀表選型。目前，市場中的火災(zāi)檢測儀表種類十分繁多，每一種儀表的性能和應(yīng)用場所均有所差別。為了達(dá)到最佳的效果，在選擇儀表時，必須要結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，同時，還要充分考慮防火分區(qū)的要求。按照我國現(xiàn)行GB 50116-2013規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，在選擇火災(zāi)檢測儀表時，應(yīng)當(dāng)滿足如下以下幾點要求：一是由于火災(zāi)發(fā)生的初期階段會產(chǎn)生出煙和熱，對于無明火輻射的場所應(yīng)當(dāng)選擇感煙探測器。二是對于火災(zāi)發(fā)生后可能產(chǎn)生大量煙、熱，且存在火焰輻射的場所，則應(yīng)當(dāng)選擇感溫感煙和火焰探測器。三是對于因溫升過高可能引發(fā)火災(zāi)的場所，則必須選擇感溫探測器。②有毒及可燃?xì)怏w檢測儀表選型。在選擇此類儀表時，應(yīng)當(dāng)以石油化工企業(yè)氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范為依據(jù)，并確保所選的儀表滿足以下規(guī)定要求：一是在工藝裝置和儲運設(shè)施的區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)安裝可燃性氣體檢測器。二是對于使用有毒的裝置和設(shè)施區(qū)域內(nèi)，則應(yīng)安裝有毒氣體檢測器。三是如果可燃?xì)怏w當(dāng)中含有有毒氣體，但有毒氣體泄漏時達(dá)不到最高允許濃度時，應(yīng)當(dāng)安裝可燃?xì)怏w檢測器。③安全性設(shè)計。由于FGDS系統(tǒng)歸屬于安全儀表系統(tǒng)的范疇，所以它的主要元件均應(yīng)當(dāng)選用故障安全型。如I/O應(yīng)具備短路和斷路檢測功能；AI點則應(yīng)具備異常電流檢測功能；執(zhí)行元件應(yīng)當(dāng)為勵磁型；邏輯運算器要具備可靠地冗余和冗錯功能。只有這樣，才能確保整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

3 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前的新形勢下，石油化工企業(yè)想要進一步提升生產(chǎn)能效，就必須對自動化控制技術(shù)予以足夠的重視，并在實際生產(chǎn)的各個主要環(huán)節(jié)中合理應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)和設(shè)備，這樣不但能夠使生產(chǎn)設(shè)備得到有效的控制，從而提高生產(chǎn)效率，而且還能預(yù)防生產(chǎn)過程中安全事故的發(fā)生。在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)加大對自動化控制技術(shù)的研究力度，除了要對現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進行不斷改進和完善之外，還應(yīng)積極研發(fā)新的控制系統(tǒng)，使其能夠更好地為石油化工生產(chǎn)服務(wù)，有助于推動石油化工企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

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[2]方鵬迪.孫小方.陳武.安全控制系統(tǒng)發(fā)展概述及其可靠性提高的研究現(xiàn)狀[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2011，(1).